Sonokimyasal Reaksiyon ve Sentez
Sonokimya kimyasal reaksiyonlar ve işlemlere ultrason uygulanmasıdır. sıvılarda sonochemical etkileri olmasına neden olan mekanizma, akustik kavitasyon bir olgudur.
Hielscher ultrasonik laboratuvar ve endüstriyel cihazlar sonochemical süreçlerin geniş bir yelpazede kullanılmaktadır. Ultrasonik kavitasyon yoğunlaştırır ve sentez ve kataliz gibi kimyasal reaksiyonlar hızlandırır.
Aşağıdaki sonochemical etkileri kimyasal reaksiyonlar ve işlemler de gözlenebilir:
- Reaksiyon hızının artması
- Reaksiyon çıkışının artması
- daha verimli enerji kullanımı
- Reaksiyon yolunun değiştirilmesi için sonochemical yöntemler
- faz transfer katalizörlerinin performansını iyileştirme
- Faz transfer katalizörleri kaçınma
- Ham veya teknik reaktiflerin kullanımı
- metaller ve katı aktivasyonu
- (Reaktifler veya katalizörler reaktivite artışıUltrasonik destekli kataliz hakkında daha fazla bilgi edinmek için burayı tıklayın)
- parçacık sentezi iyileştirilmesi
- Nanopartiküllerin kaplama
Kavitasyon, bir sıvıda kabarcıkların oluşumu, büyümesi ve patlak çökmesidir. Kavitasyonel çöküş yoğun yerel ısıtma (~ 5000 K), yüksek basınçlar (~ 1000 atm) ve muazzam ısıtma ve soğutma hızları üretir (>109 K / sn) ve sıvı jet akışları (~ 400 km / s). (1998 Suslick)
Kavitasyon kullanarak UIP1000hd:
Kavitasyon kabarcıkları vakum kabarcıkları bulunmaktadır. Vakum, bir tarafta, hızlı hareket eden yüzey ve diğer bir atıl sıvı tarafından oluşturulur. Elde edilen basınç farkı, sıvı içinde kohezyon ve adezyon kuvvetlerinin üstesinden gelmek için karşılık vermektedir.
Kavitasyon Venturi püskürtme uçlarını, yüksek basınçlı püskürtme uçlarını, yüksek hız döndürme veya ultrasonik güç çeviriciler gibi farklı şekillerde imal edilebilir. Tüm bu sistemler içinde sürtünme, turbulences, dalgalar ve kavitasyon giriş enerji dönüştürülür. Kavitasyon dönüştürülmüş giriş enerji kısmını sıvı içinde ekipman üreten kavitasyon hareketi açıklayan çeşitli etkenlere bağlıdır.
ivme yoğunluğu kavitasyon enerjinin verimli dönüşüm etkileyen en önemli faktörlerden biridir. Daha yüksek ivme yüksek basınç farkları yaratır. Bu da, vakum oluşturulması olasılığı yerine sıvı boyunca yayılan dalgalara oluşturulması kabarcıkları arttırır. Bu nedenle, daha yüksek bir ivme yüksek kavitasyon dönüşür enerji fraksiyonudur. bir ultrasonik güç çevirici olması durumunda, ivme yoğunluğu salınım amplitüdü ile tarif edilmektedir.
Daha yüksek amplitüdler daha etkin bir kavitasyon oluşumu ile sonuçlanır. Hielscher Ultrasonics'in endüstriyel cihazları 115 µm'ye kadar amplitüdler oluşturabilir. Bu yüksek genlikler, 100 W / cm³'ye kadar yüksek güç yoğunlukları oluşturmaya olanak tanıyan yüksek güç aktarım oranına olanak tanır.
yoğunluğu ek olarak, sıvı türbülanslar, sürtünme ve dalga üretimi açısından en az kayıp oluşturmak için bir şekilde hızlandırılmalıdır. Bunun için en uygun yoldur hareketinin tek taraflı yöndür.
Ultrason, çünkü örneğin işlemlerinde etkileri kullanılır:
- metal tuzları indirgenmesi ile aktive metallerin hazırlanması
- sonikasyon ile aktive metallerin üretimi
- Metal (Fe, Cr, Mn, Co) oksitleri, örneğin çökelmesiyle parçacıkların sonochemical sentezi katalizör olarak kullanım için
- destekler üzerinde metaller veya metal halojenürlerin emprenye
- aktif metal çözeltilerin hazırlanması
- in situ ile metalleri içeren reaksiyonlar organoelement türü ortaya
- Metalik olmayan katı içeren reaksiyonlar
- kristalizasyon ve metaller, alaşımlar, Zeolit ve diğer Katıların çökmesi
- yüksek hızlı arası çarpışma yüzey morfolojisi ve partikül büyüklüğü modifikasyonu
- Yüksek yüzey alanlı geçiş metaller, alaşımlar, karbürler, oksitler ve kolloid içeren amorf nano-yapılı malzemeler, oluşumu
- kristallerin topaklaşması
- yumuşatma ve pasifleştirici oksit kaplamanın kaldırılması
- Küçük parçacıklar mikro manipülasyon (fraksiyonasyon)
- Katıların dağılımı
- Kolloidlerin hazırlanması (Ag, Au, S-boyutlu CdS)
- ana inorganik tabakalı katı içine konuk moleküllerin interkalasyon
- Polimerlerin sonochemistry
- bozulması ve polimer modifikasyonu
- Polimerlerin sentezi
- su içinde organik kirletici sonolysis
sözü sonochemical süreçlerin çoğu satır içi çalışması için entegre edilebilir. Biz işleme ihtiyaçları için sonochemical ekipman seçiminde size yardımcı olmaktan mutluluk duyacaktır. Bizim laboratuvar cihazlarını tavsiye veya araştırma için ve süreçlerin testleri için UIP1000hdT seti.
Gerekirse, FM ve ATEX ultrasonik cihazlar ve reaktörler sertifikalı (ör UIP1000-exd) Tehlikeli ortamlarda yanıcı kimyasal ve ürün formülasyonlarının sonikasyon için kullanılabilir.
Ultrasonikasyon kimyasal reaksiyonları başlatmak için, basınç, ışık ya da elektrik ısı alternatif bir mekanizmadır. Ahmet S.Charles R. Hickenboth ve onların ekibi Urbana-Champaign Illinois Üniversitesi'nde Kimya Fakültesi ikinci ultrasonik güç tetikleyebilir ve halka açma reaksiyonları işlemek için. sonikasyon altında, kimyasal reaksiyonlar (Nature 2007, 446, 423) yörünge simetri kuralları tarafından tahmin olanlardan farklı ürünler oluşturulur. grubu, iki polietilen glikol zincirlerine mekanik olarak çok hassastırlar 1,2-di-ikame edilmiş benzocyclobutene izomerleri bağlı, C kullanılarak yığın çözümler ultrasonik enerji tatbik edilir ve analiz13 nükleer manyetik rezonans Spektroskopisi. spektrumları, cis ve trans izomerler de aynı zincir-açık ürün, trans-izomer beklenen bir sağlamak olduğunu göstermektedir. Termal enerji reaktanların rastgele Brown hareketi neden olurken, ultrasonikasyon mekanik enerji atomik hareketlere bir yön sağlar. Bu nedenle, kavitasyonel etkisi etkili bir şekilde potansiyel enerji yüzeyinin yeniden şekillendirilmesi, molekül süzülerek enerjisini.
Suslick, K. S .; Didenko, Y .; M. Fang, M .; Hyeon, T .; Kolbeck, K. J .; McNamara, W.B. III; Mdleleni, M. M .; Wong, M. (1999): Phil: Akustik Kavitasyon ve Kimyasal Sonuçları. Trans. Roy. Soc. A, 1999, 357, 335-353.